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Distributed Random Access Algorithm: Scheduling and Congestion Control

机译：分布式随机访问算法：调度和拥塞控制

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This paper provides proofs of the rate stability, Harris recurrence, and $varepsilon$ -optimality of carrier sense multiple access (CSMA) algorithms where the random access (or backoff) parameter of each node is adjusted dynamically. These algorithms require only local information and they are easy to implement. The setup is a network of wireless nodes with a fixed conflict graph that identifies pairs of nodes whose simultaneous transmissions conflict. The paper studies two algorithms. The first algorithm schedules transmissions to keep up with given arrival rates of packets. The second algorithm controls the arrivals in addition to the scheduling and attempts to maximize the sum of the utilities, in terms of the rates, of the packet flows at different nodes. For the first algorithm, the paper proves rate stability for strictly feasible arrival rates and also Harris recurrence of the queues. For the second algorithm, the paper proves the $varepsilon$-optimality in terms of the utilities of the allocated rates. Both algorithms are iterative and we study two versions of each of them. In the first version, both operate with strictly local information but have relatively weaker performance guarantees; under the second version, both provide stronger performance guarantees by utilizing the additional information of the number of nodes in the network.
机译：本文提供了载波侦听多路访问（CSMA）算法的速率稳定性，哈里斯递归和varepsilon $最优性的证明，其中每个节点的随机访问（或退避）参数是动态调整的。这些算法仅需要本地信息，并且易于实现。该设置是具有固定冲突图的无线节点网络，该冲突图标识同时传输冲突的节点对。本文研究了两种算法。第一种算法调度传输以跟上给定的数据包到达率。除了调度之外，第二种算法还控制到达，并尝试根据速率将不同节点上的数据包流的效用之和最大化。对于第一种算法，本文证明了对于严格可行的到达率以及队列的哈里斯重现的速率稳定性。对于第二种算法，本文证明了在分配比率的效用方面的$ varepsilon $-最优性。两种算法都是迭代的，我们研究每种算法的两个版本。在第一个版本中，两者都严格使用本地信息进行操作，但性能保证相对较弱；在第二版中，两者都利用网络中节点数的附加信息提供了更强的性能保证。

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